一种轮对轴承疲劳寿命及故障检测试验台的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种轮对轴承疲劳寿命及故障检测试验台，属于轮对轴承故障检测技术领域。本实用新型提供一种集轮对轴承疲劳实验和故障检测实验为一体的试验台。该装置主要由底座、主系统、电机、风扇及液压加载装置组成。主系统包括底座、主轴和四个轴承座，电机通过皮带驱动主轴旋转，液压加载装置分为径向加载和轴向加载两部分，分别安装于主系统的上方和右侧。
【专利说明】
一种轮对轴承疲劳寿命及故障检测试验台
技术领域
[0001]本实用新型属于轨道交通技术领域，具体涉及一种列车轮对轴承疲劳寿命及故障检测试验台。
【背景技术】
[0002]轮对轴承是高速列车上重要零部件之一，其运行状态直接影响到铁路运输的安全，若能及时检测到轮对轴承故障，工作人员便能根据反馈信息做出相应操作以避免经济损失及人员伤亡。因此，轮对轴承的状态监测及故障诊断一直都是国内外学者研究的重要方向。在此背景下，大量故障诊断方法被应用于轮对轴承故障诊断的前期研究中，然而作为理论研究的基础支撑部分，实验数据显得必不可少。设计一种能够模拟现实工况，真实反映轮对轴承运行状态的实验装置成为一种必要。
[0003]我国现阶段有许多针对于轮对轴承性能和寿命进行测试的模拟试验装置，但其大多数功能比较单一，要不缺少加载，要不只考虑单一加载形式(径向载荷、轴向载荷只具其一)，要不只能实现单一试验(疲劳实验、故障检测实验只具其一)，试验条件与现实工况相差较大，大大限制了试验台的应用范围。基于此，在此提出一种基于实验室条件下的故障检测装置，通过在实验室中搭建一种集轮对轴承疲劳实验及故障检测实验于一体、可实现径向载荷与轴向载荷双向加载的轮对轴承故障试验台，对不同工况运行状态下的轮对轴承实时监测，同时采集轮对轴承的振动及温度信息，为后期的轮对轴承故障诊断理论研究提供有用数据。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种模拟实际工况下的轮对轴承运行状态，并对其疲劳过程及故障程度进行测试，同时获取相关振动与温度信息的试验台。
[0005]为解决上述问题所采用的技术方案:一种轮对轴承疲劳寿命及故障检测试验台，其特征在于:该试验台由底座，电机，主系统，风扇，液压加载装置构成。所述主系统安装于底座B上，底座B上装有四个轴承座；电机安装于底座A上，置于主系统对面，通过皮带传动驱动主轴旋转;风扇安置于主系统另一侧，风向对准主系统以达到散热降温的效果;液压加载装置分为径向加载及轴向加载两部分，分别位于主系统上方和右侧，通过对液压栗及节流阀的操作分别对被测轮对轴承进行径向和轴向加载。
[0006]在上述基础上，所述底座分为A、B两个，两者相互独立，主系统固定于底座B，电机及液压栗固定于底座A，目的是为了减少电机及液压栗对主系统的振动干扰。
[0007]在上述基础上，所述电机上安装有小带轮，主系统主轴上安装有大带轮。电机通过皮带驱动主轴旋转。运用带传动可有效避免因主轴故障引起的电机损坏，减少电机的损害途径。大带轮与小带轮直径比为2:1，属于减速过程。
[0008]在上述基础上，所述加载装置分为径向加载和轴向加载两部分，两个加载部分组成部分均相同，包括液压栗、上输油管、下输油管、液压缸、压力表和节流阀。两加载部分由同一液压栗提供动力，通过控制上、下输油管的输入方向控制液压缸的加压、复位过程。结合节流阀及压力表调控系统负载大小。
[0009]在上述基础上，所述径向加载部分压板位于液压缸A的正下方，为弧形结构，与轴承座上表面相吻合，可同时对轴承座B和轴承座C施加载荷，保证轮对轴承表面受力均匀。
[0010]在上述基础上，所述轴承座A由定位螺栓固定，设置其定位螺栓卡槽为环形槽，轴承座A的位置可在环形槽范围内进行调动，便于测试轮对轴承的拆装及径向加载操作。减小了人工劳动强度，提高工作效率。
[0011]本实用新型与现有技术相比有益效果为:本试验台集轮对轴承疲劳实验及故障检测实验方案于一体，可同时实现径向和轴向加压。加载装置采用液压栗提供动力，结合节流阀及压力表，便于载荷大小的有效控制。电机与主系统主轴之间采用同步带传动，实现过载保护，成本低易于实现。为轮对轴承疲劳寿命和故障检测提供了一种简易方便的装置，对于轮对轴承的故障诊断研究有着十分重要意义。
【附图说明】
[0012]以下结合附图和【具体实施方式】作进一步详细说明；
[0013]图1为本实用新型试验台整体结构示意图；
[0014]图2为本实用新型试验台径向加载部分结构示意图；
[0015]图3为本实用新型试验台轴向加载部分结构示意图；
[0016]图4为本实用新型试验台主系统结构示意图。
[0017]图中:1-风扇，2-大带轮，3-压板，4-底座B，5_皮带，6_小带轮，7_底座A，8_电机，9-液压栗，10-节流阀B，11-压力表B，12-上输油管B，13-下输油管B，14-节流阀A，15-压力表A，16-液压缸B，17-上输油管A，18-下输油管A，19-液压缸A，20-推杆，21-定位螺栓，22-环形槽，23-轴承座A，24-轴承座B，25-轴承座C，26-轴承座D，27-主轴，28-测试轮对轴承，29-温度传感器，30-加速度传感器。
【具体实施方式】
[0018]参见图1，一种轮对轴承疲劳寿命及故障检测试验台，该试验台主要由风扇1、底座A7、底座B4、电机8、主系统及液压加载装置构成。底座A7安装有液压栗9及电机8，主系统分别安装于底座B4，两底座分开安置以减小液压栗9及电机8对主系统的振动干扰。电机8上安装有小带轮6，主系统主轴27上安装有大带轮2，电机8通过皮带5连接主系统并带动主轴27旋转。风扇I处于主系统另一侧，其风口正对主系统以达到降温散热的效果。液压加载装置分为径向加载及轴向加载两部分，液压栗9提供液压动力。
[0019]参见图2，所述径向加载部分包括液压栗9、上输油管A17，下输油管A18、液压缸A19、节流阀A14、压力表A15和压板3。液压缸A19上连接有压板3，处于轴承座B24及轴承座C25正上方，压板3为弧形结构，与轴承座B24及轴承座C25上表面相吻合，可同时对两轴承座施加径向载荷，保证轮对轴承表面受力均匀。液压缸A19上连接有上输油管A17、下输油管A18，下输油管A18直接连接液压栗9，上输油管A17上连接有节流阀A14及压力表A15，再通过上输油管A17连接液压栗9。由液压栗9的提供液压动力，通过控制输油管A17、18将液压油传递给液压缸A19，实现液压缸A19上液压杆的升降以达到对轴承座B24、C25施加径向载荷目的，从而实现径向加载的作用。其中，节流阀A14起调节径向载荷及保压的作用。结合对压力表A15显示数值的观测，可精确控制径向载荷的大小。
[0020]参见图3，轴向加载部分与径向加载部分结构及功能相似，由液压栗9、节流阀B10、压力表BI 1、上输油管B12，下输油管B13、液压缸B16和推杆20组成。液压缸B16上连接有推杆20，安装在底座B4上，推杆20载荷施加于轴承座A23，轴承座A23通过其上的环形槽22及定位螺栓21安装于底座B4。因环形槽22只约束了轴承座A23的五个自由度，因此在未施加轴向载荷时其可左右移动，当推杆20施加载荷时，轴承座A23将左移，使系统产生径向载荷。
[0021]参见图4，主系统由大带轮2，轴承座A23、B24、C25、D26、主轴27、被测轮对轴承28、温度传感器29及加速度传感器30组成。其中轴承座B24、C25、D26均固定于底座B，轴承座A23由于环形槽22缘故可左右移动。当进行故障检测实验时，被测轮对轴承28需要频繁更换，此时可将轴承座A23右移并将上端盖去除，由于轴承座A23右端面圆弧直径较被测轮对轴承28外圈稍大，被测轮对轴承28可直接右移取出，更换后将轴承座A23左推至相应位置即可。四个轴承座上均安装有加速度传感器30及温度传感器29以获取各轮对轴承运行时的状态信息。
[0022]当进行疲劳试验时，在轴承座A23内安装无故障的轮对轴承，同时对主系统施加轴向和径向载荷，加速轴承的损坏过程。当进行轮对轴承故障检测试验时，在轴承座A23内安装不同故障程度的轮对轴承并根据实验要求施加一定量的径向及轴向载荷，最后利用温度传感器29及加速度传感器30采集其温度与振动信息。
【主权项】
1.一种轮对轴承疲劳寿命及故障检测试验台，其特征在于:该试验台包括底座、电机、风扇、主系统、液压加载装置;所述电机安装于底座A上，置于主系统对面，通过皮带传动驱动主轴旋转;风扇位于主系统另一面，风向对准主系统以达到散热降温的效果;主系统固定于底座B，底座B上装有四个轴承座;加载装置位于主系统上方和右侧，通过对液压栗及节流阀的操作分别对被测轮对轴承进行径向和轴向加载。2.根据权利要求1所述的一种轮对轴承疲劳寿命及故障检测试验台，其特征在于:所述电机及液压栗位于底座A，主系统位于底座B，两底座相互独立，可减少电机及液压栗对主系统的振动干扰；由带传动实现动力传递，可减少电机的损坏渠道，实现过载保护;大带轮与小带轮的直径比为2:1，为减速过程;所述风扇正对主系统。3.根据权利要求1所述的一种轮对轴承疲劳寿命及故障检测试验台，其特征在于:所述液压加载装置分为径向加载和轴向加载两部分;径向加载和轴向加载部分结构相同，共用一个液压栗为动力源;其中径向加载部分液压缸A置于主轴系统的正上方，可同时对轴承座B和轴承座C施加径向载荷;液压缸A下部设有弧形压板，与轴承座B、C上端盖配合可使受力均衡;轴向加载部分液压缸B置于主轴系统的右侧，其液压缸端部连接推杆，轴向压力作用在轮对轴承B上以实现主系统轴向加载；负载大小将由上输油管安装的节流阀和压力表配合控制。4.根据权利要求1所述的一种轮对轴承疲劳寿命及故障检测试验台，其特征在于:轴承座A底部安装位置设有导向槽，固定螺栓仅限定轴承座A的5个自由度，可左右移动，便于测试轮对轴承的更换与轴向加载操作。5.根据权利要求1所述的一种轮对轴承疲劳寿命及故障检测试验台，其特征在于:所述四个轴承座上均装有温度传感器和加速度传感器，以获取各轮对轴承运行时的状态信息。
【文档编号】G01D21/02GK205691337SQ201620433504
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年5月13日 公开号201620433504.7, CN 201620433504, CN 205691337 U, CN 205691337U, CN-U-205691337, CN201620433504, CN201620433504.7, CN205691337 U, CN205691337U
【发明人】张龙, 胡俊锋, 刘晶, 熊国良, 胡俊
【申请人】华东交通大学